گازیفایر تجهیزات اصلی دستگاه گازرسانی تحت فشار دوغاب آب زغال سنگ است و کیفیت آنآجر نسوزدر گازیفایر عامل اصلی موثر بر چرخه عملکرد گازیفایر است. کارکرد گازیفایر به دمای بالا و فشار بالا نیاز دارد. اکسیژن و دوغاب زغال سنگ از طریق مشعل فرآیند به داخل گازیفایر پاشیده می شوند. ضربه اسپری 6 ناحیه جریان با ویژگی های مختلف را تشکیل می دهد که باعث تشدید شستشوی آجرهای نسوز و تغییر شدید دمای کوره در هنگام راه اندازی و خاموش شدن می شود. بنابراین، آستر باید مقاومت بالایی در برابر فرسایش و نفوذپذیری سرباره، استحکام گرما بالا و پایداری حجمی در دمای بالا داشته باشد. کوره گازیفایر به سه قسمت تقسیم می شود که قسمت بالایی قسمت طاق، قسمت میانی قسمت سیلندر و قسمت پایین قسمت پایین مخروطی و دهانه سرباره است. این سه قسمت مستقل از یکدیگر هستند که منجر به حذف یا جایگزینی هر قطعه می شود. میزان خوردگی آجرهای نسوز در قسمت های مختلف یکسان نیست. با توجه به تجربه عملیاتی، مشخص شد که آجرهای نسوز در قسمت طاق دارای سرعت فرسایش سریعتری هستند.
از طریق مطالعه توزیع میدان جریان در گازساز و ساختار آجرهای نسوز نسوز، همراه با شرایط کاری در کوره، علل سایش آجر نسوز در بسیاری از جنبهها مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت و اقدامات مربوطه انجام شد.
01 دلایل طراحی سازه
1. ضخامت آجرهای رو به آتش در طاق ناکافی است. ضخامت آجرهای رو به آتش 200 میلی متر است. زمانی که ضخامت آجرهای نسوز به 1/3 ضخامت اولیه کاهش یابد، آجرها به عمر مفید خود می رسند و قابل استفاده نیستند. با توجه به سرعت نازک شدن واقعی آجرهای نسوز در محل، می توان دریافت که ضخامت نازک آجرهای نسوز و سرعت نازک شدن سریع از دلایل کلیدی عمر کوتاه آجرهای نسوز کلی است. پس از بهسازی، آجرهای نسوز در قسمت طاق گازفایر جدید از سه لایه اولیه به دو لایه تغییر یافتند، لایه داخلی آجرهای رو به آتش، بیرونی ترین لایه ریخته گری سنگین و آجرهای پشتی در لایه میانی لغو شد. پس از تبدیل، آجرهای نسوز جایگزین آجرهای پشتی اصلی شدند و در نتیجه ضخامت آجرهای رو به آتش را افزایش دادند، سرعت فرسایش را افزایش دادند و در نتیجه عمر مفید آجرهای نسوز را در قسمت طاق افزایش دادند.
2. ساختار آجر پلاگین غیر منطقی است. آجر پلاگین به صورت استوانه ای طراحی شده است. سطح آب بندی اصلی آن کنار آجر پلاگین و آجر B یک آب بند شکاف است. شکاف طراحی 2 میلی متر است. در واقع اشتباهات خاصی در ساخت و سنگ تراشی آجرهای نسوز وجود دارد. به خصوص پس از استفاده از گازیفایر، نصب ثانویه آجر پلاگین نمی تواند سرباره مذاب روی سطح آب بندی آجر نسوز را به طور کامل تمیز کند. آجر پلاگین ریخته گری است و خطای اندازه ساخت حدود 2 میلی متر است. با توجه به شرایط فوق، شکاف ذخیره شده واقعی آجر پلاگین بیشتر از 4 میلی متر است، در غیر این صورت نمی توان آن را به آرامی نصب کرد. به دلیل شکاف بزرگ، اثر مهر و موم ضعیف است و گردن طاق بارها بیش از حد گرم می شود. طول عمر قطعات پیش ساخته طاق گازیفایر کوتاه است. شکل ساختاری آجر آب بندی بالای گازیفایر اصلاح شده است: 1) قطعات پیش ساخته رویه گازیفایر از نوع باس استوانه ای اصلی به نوع باس مخروطی تغییر یافته است. 2) آجر B ضخیم می شود، اندازه درگاه پیش گرمایش کاهش می یابد و پورت پیش گرم از یک سوراخ استوانه ای به یک سوراخ مخروطی تبدیل می شود. طرح آجر A نزدیک به آجر B به منظور محافظت از آجر B به آجر A1 تغییر یافته است. 3) با بررسی های مکرر و جمع بندی آجرهای رو به آتش گازیفایر، مشخص شد که آجرهای طاق B تا K خیلی سریع خورده شده اند که این نقطه ضعف گازفایر بود. ما آجرهای نسوز طاق را بازطراحی و بهبود دادیم، آجرهای نسوز طاق اصلی را از یک شیار مادر و کودک به دو شیار تغییر دادیم و خط دفاعی را در برابر فرسایش درز آجر اضافه کردیم. از طریق تبدیل فوق الذکر، پدیده دمیدن گاز و داغ شدن بیش از حد در گردن طاق به طور موثر بهبود یافته و طول عمر قطعات پیش ساخته طاق گازفایر را افزایش می دهد.
02 دلایل مواد اولیه
1. تأثیر نقطه ذوب خاکستر زغال سنگ به بیان ساده، نقطه ذوب خاکستر دمایی است که در آن خاکستر ذوب می شود. سیلیکون، آلومینیوم، آهن، منیزیم، پتاسیم، کلسیم، گوگرد، فسفر و سایر عناصر موجود در زغال سنگ و کربنات ها، سیلیکات ها، سولفات ها و سولفیدها خاکستر زغال سنگ را تشکیل می دهند. نقطه ذوب خاکستر زغال سنگ دمای کارکرد گازیفایر را تعیین می کند. اگر نقطه ذوب خاکستر پایین باشد، دمای عملیاتی نسبتاً پایین است، که برای محافظت از آجر نسوز مفید است. اگر نقطه ذوب خاکستر بالا باشد، دمای عملیاتی باید نسبتاً بالا باشد و تابش گرما در کوره زیاد است، که فرسایش حرارتی آجرهای نسوز را تسریع می کند. اندازه نقطه ذوب خاکستر به ترکیب خاکستر مربوط می شود. هر چه نسبت SiO2 و Al2O3 در خاکستر بیشتر باشد، دمای ذوب آن بالاتر است. و هر چه نسبت اجزای قلیایی مانند Fe2O3 و MgO بیشتر باشد دمای ذوب کمتر می شود. با اضافه کردن شار قابل تنظیم است. بیشتر سرباره خاکستر زغال سنگ سرباره اسیدی است و شار اغلب توسط CaO قلیایی یا CaCO3 تولید شده توسط پیرولیز تنظیم می شود. همچنین می توان از فناوری ترکیب زغال سنگ برای کنترل نقطه ذوب خاکستر زغال سنگ وارد کوره استفاده کرد. نقطه ذوب خاکستر زغال سنگ تبدیل به گاز به طور کلی زیر 1300 درجه کنترل می شود.
2. تأثیر ویسکوزیته خاکستر گازیفایر جدید چند نازلی مخالف تخلیه سرباره مایع است. دمای عملیاتی افزایش می یابد و ویسکوزیته خاکستر کاهش می یابد که منجر به جریان خاکستر می شود. با این حال، اگر ویسکوزیته خاکستر خیلی کم باشد، آجرهای نسوز مستقیماً با گاز با دمای بالا تماس می گیرند و فرسایش و لایه برداری تشدید می شود. اگر دمای کار پایین باشد، ویسکوزیته خاکستر افزایش می یابد، که برای جریان خاکستر مناسب نیست و به راحتی می توان سرباره را جمع کرد و دهانه سرباره را مسدود کرد. تنها زمانی که در محدوده ویسکوزیته بهینه کار می شود، می توان ضخامت خاصی از لایه محافظ خاکستر را روی سطح آجرهای آتش نشانی تشکیل داد که باعث افزایش طول عمر آجرهای آتش نشانی بدون مسدود کردن دهانه سرباره می شود. بنابراین برای جلوگیری از فرسایش آجرهای نسوز توسط گاز با دمای بالا، لازم است لایه ای از فیلم خاکستر روی سطح آجرهای آتش نشان داده شود. بنابراین، دمای عملیاتی بهینه گازساز جدید چند نازل مخالف با توجه به ویژگی های ویسکوزیته-دمای خاکستر تعیین می شود و ویسکوزیته عمومی زیر 250P است.
دلایل عملیات فرآیند
1. سرعت جریان اکسیژن از مشعل غیر منطقی است. دبی نامعقول اکسیژن نه تنها بر اثر اتمیزاسیون تأثیر می گذارد، بلکه فرسایش آجرهای آتش نزدیک مشعل را نیز تسریع می بخشد. کنترل بار و فشار گازیفایر بدون تغییر ساختار کلی گازیفایر. با توجه به نتایج و محاسبات آزمایش قالب داغ دانشگاه علم و صنعت چین شرقی، بار عملیاتی مربوط به مشعلهای فرآیند با اندازههای مونتاژ مختلف تحت فشارهای عملیاتی مختلف فرمولبندی میشود. سرعت جریان اکسیژن را کمتر یا برابر با 140 متر بر ثانیه کنید.
2. شروع و توقف مکرر گازیفایر باعث تغییر شدید دمای کوره می شود که باعث تغییر شدید تنش حرارتی آجرهای نسوز و در نتیجه ایجاد ترک در آستر کوره و تشدید سرعت فرسایش آجرهای نسوز و نسوز می شود. کاهش عمر مفید آجرهای آتش نشانی برای جلوگیری از نوسانات و به حداقل رساندن تعداد زمان شروع و توقف گازیفایر، شرایط عملیاتی باید ثابت نگه داشته شود.
3. دمای عملیاتی دمای عملیاتی گازیفایر عموماً در 50-100 درجه بالاتر از نقطه ذوب خاکستر کنترل می شود تا اطمینان حاصل شود که زغال سنگ کاملاً گازی شده و سرباره می تواند به آرامی تخلیه شود. اگر دما خیلی پایین باشد، خاکستر و سرباره را نمی توان به آرامی تخلیه کرد و باعث مسدود شدن دهانه سرباره می شود. اگر دما خیلی بالا باشد، خاکستر و سرباره فرسایش و نفوذ آجرهای نسوز را افزایش می دهد. به ازای هر 100 درجه افزایش دمای کارکرد، میزان فرسایش آجرهای نسوز 3-4 برابر افزایش مییابد. دمای بیش از حد باعث کاهش Cr2O3 در آجرهای نسوز و در نتیجه آسیب ساختاری می شود. بنابراین دمای عملیاتی باید به شدت کنترل شود. حد پایین دما باید بالاتر از دمای مربوط به ویسکوزیته سرباره 250P باشد. حد بالایی دما باید دمای مربوط به ویسکوزیته سرباره 30-50P باشد و از نوسانات زیاد دما باید اجتناب شود.
4. فشار عملیاتی نوسانات فشار عملیاتی بر روی اتصالات آجرهای نسوز نسوز تاثیر گذاشته و باعث گاز شدن آجرهای نسوز و کاهش عمر مفید آجرهای نسوز می شود. بنابراین، هنگامی که سیستم راه اندازی و متوقف می شود، باید بر اساس منحنی افزایش و کاهش فشار کار کرد تا از افزایش و کاهش بیش از حد فشار جلوگیری شود. در عملکرد عادی، فشار باید ثابت نگه داشته شود تا از نوسانات فشار جلوگیری شود.
